將以太網(wǎng)引入到車間層有很多好處，其中一個重要的好處就是創(chuàng)建了更加開放的架構，可以大量連接各種工廠設備和管理工具。但是這種開放性也為工廠網(wǎng)絡的操作人員帶來了一個必須要解決的問題：安全。
一旦自動化系統(tǒng)加入到以太網(wǎng)之中，就同把計算機連入互聯(lián)網(wǎng)差不多。在工廠的某個角落，或者是企業(yè)網(wǎng)絡當中，總會有互聯(lián)網(wǎng)連接存在。因此，企業(yè)必須要采取行動保護工廠環(huán)境免受來自連入互聯(lián)網(wǎng)計算機的威脅。這些威脅可能是黑客、病毒、木馬以及各種其他形式的有毒程序。
這就意味著工廠網(wǎng)絡管理員需要和IT部門同事一樣的安全防護工具，而且最好是專為工廠環(huán)境設計的工具。這些工具在設施內(nèi)部的其他區(qū)域或者是其他遠程地點必須經(jīng)過授權才能連接到工廠當中。這樣，遠程管理員就能夠完成諸如配置和診斷、節(jié)點初始化、從設備連接機載網(wǎng)絡和FTP服務器獲取信息這些任務。
這個工具集需要包含各種硬件、軟件和使用工具，比如防火墻、虛擬專用網(wǎng)(VPN)、網(wǎng)絡地址翻譯(NAT)技術和相應的政策。一旦自動化環(huán)境開放，它就要發(fā)揮效用，同時它還需要同其他網(wǎng)絡進行通訊，并能夠從不同地點進行管理，保證工廠安全免受互聯(lián)網(wǎng)威脅。
防火墻：第一道屏障
防火墻是一種最古老的安全工具，現(xiàn)今仍然是安防組件的重要組成部分。防火墻位于網(wǎng)絡之間，主要是控制內(nèi)部和外部網(wǎng)絡之間的信息流。它的主要目的是幫助確保只有合法的信息在特定的方向上流動。
在工業(yè)環(huán)境下，防火墻能夠保護可能包括多個連入互聯(lián)網(wǎng)的自動化設備單元，比如工業(yè)PC或者是PLC。在這種情況下，企業(yè)可以安裝一臺安全模塊，即一端接收自動化網(wǎng)絡的以太網(wǎng)接入、一端連接更大網(wǎng)絡的簡單設備。任何兩個網(wǎng)絡之間的交互都需要取決于設備上安裝的防火墻所設定的規(guī)則。
防火墻運行有很多策略，工業(yè)網(wǎng)絡一般因地制宜地使用信息包檢測技術，讓設備可以連接當前的信息流。只有確定來自內(nèi)網(wǎng)的要求得到合法反饋的時候，才允許信息進入。如果有外部源發(fā)送不需要的信息，就會被屏蔽。
為了保證所有的信息流都合法，專門的信息包檢測防火墻根據(jù)事先確定的過濾規(guī)則控制信息流。舉例來說，如果有內(nèi)部節(jié)點向外部目標設備發(fā)送數(shù)據(jù)，防火墻將會在一個特定的時間內(nèi)允許響應包。在這段時間過后，防火墻將會再次屏蔽信息流。
NAT和NAPT
另外一項能夠為自動化環(huán)境提供安全功能的技術是NAT，它應用在設備層面上。NAT一般是在外部公眾的視野內(nèi)隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡中設備的實際IP地址。它向外部節(jié)點顯示公共IP地址，但是卻對網(wǎng)絡內(nèi)部使用的IP地址進行了變換。
網(wǎng)絡地址和端口編譯(NAPT)技術利用了NAT的概念，并且加入了端口編號，將技術又向前發(fā)展了一步。通過NAPT技術，內(nèi)網(wǎng)在公眾面前只顯示一個IP地址。而在后臺，通過添加端口號將信息包分配給指定的設備。NAPT工作表通常部署在路由器上，將私人IP地址端口映射到公共IP地址端口上。
如果來自外部網(wǎng)絡的設備希望向一臺內(nèi)部設備發(fā)送信息包，它需要使用帶有特定端口的安全設備公共地址作為目標地址。這個目標IP地址會被路由器翻譯成帶有端口地址的私人IP地址。
數(shù)據(jù)包IP標頭中的源地址保持不變。但是，因為發(fā)送地址是在接收地址的不同子網(wǎng)當中，反饋必須要經(jīng)過路由，然后再轉發(fā)給外部設備，同時保護內(nèi)部設備的實際IP地址不被外部公眾看到。
使用VPN的安全通道
另外一種在本質上不安全的網(wǎng)絡上進行安全連接的方法，就是使用虛擬私人網(wǎng)絡(VPN)。VPN基本上是由安全設備在連接的每一個端點形成的加密通道，它必須要產(chǎn)生數(shù)字認證。這種認證一般就是一個數(shù)字ID，受信任的伙伴可以用來進行識別。認證還保證設備在一端對數(shù)據(jù)進行加密，以加密的形式將其在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)送，然后在傳輸給終端設備之前在另一端解密。
